單片機課程設計報告題目： 單片機直流電機調速系統 院 （系） 專 業 年 級 姓 名 學 號 指導教師 年 月 日電子信息工程專業09級學生單片機原理課程設計任務書課程設計題目十、單片機直流電機調速系統指導教師職稱設計任務和要求：1基本要求(1) 采用PWM調制方式實現直流電機斬波調速(2) 具有手動速度調整按鍵（速度+速度-）2.設計步驟(1) 使用Proteus按設計要求繪制電路圖。(2) 按要求編寫相應程序。(3) 使用Proteus仿真程序，對程序進行調試。(4) 撰寫課程設計報告3撰寫課程設計報告課程設計報告內容包括題目、摘要、目錄、正文、結論、致謝、參考文獻等。學生在完成上述全部工作之后，應將全部內容以先后順序寫成設計報告一份，闡述整個設計內容，要求重點突出、特色鮮明、語言簡練、文字通暢，字跡工整。報告書以A4紙打印，裝訂成冊（文字不少于3000 字）。 單片機直流電機調速系統一、 設計任務與要求1.基本要求(1)采用PWM調制方式實現直流電機斬波調速(2)具有手動速度調整按鍵（速度+速度-）2.設計步驟(1) 使用Proteus按設計要求繪制電路圖。(2) 按要求編寫相應程序。(3) 使用Proteus仿真程序，對程序進行調試。(4) 撰寫課程設計報告3.撰寫課程設計報告課程設計報告內容包括題目、摘要、目錄、正文、結論、致謝、參考文獻等。學生在完成上述全部工作之后，應將全部內容以先后順序寫成設計報告一份，闡述整個設計內容，要求重點突出、特色鮮明、語言簡練、文字通暢，字跡工整。報告書以A4紙打印，裝訂成冊（文字不少于3000 字）。二、 方案設計與論證1.方案一如圖1所示，系統以89C51單片機為核心，通過單片機控制，C語言編程實現對直流電機的平滑調速。可看出此方案電路圖復雜，所用元件多，容易出錯。圖1 2.方案二如圖2，元件較少，電路簡單、直觀。且此電路能實現正反轉、加減速功能。綜上所述，選擇方案二較好。三、 單元電路設計1系統組成直流電機PWM調速方案如圖1.1所示： 圖1.12方案說明直流電機PWM調速系統以AT89C2051單片機為控制核心，由命令輸入模塊及電機驅動模塊組成。采用帶中斷的獨立式鍵盤作為命令的輸入，單片機在程序控制下，定時不斷給直流電機驅動芯片發送PWM波形，H型驅動電路完成電機正，反轉控制。2.1直流電機驅動模塊主要由一些二極管、電機和L298直流電機驅動模塊組成。直流電機可按其結構、工作原理和用途等進行分類，其中根據直流電機的用途可分為以下幾種：直流發電機（將機械能轉化為直流電能）、直流電動機（將直流電能轉化為機械能）、直流測速發電機（將機械信號轉換為電信號）、直流伺服電動機（將控制信號轉換為機械信號）。2.2直流電機的中斷鍵盤控制模塊2.2.1 外部中斷設置（1）外部中斷允許設置中斷控制寄存器IE的EX0對應INT0，EX1對應INT1，EA為中斷的總開關，若要開放外部中斷，只要將IE對應的位和總開關EA置1即可。如：開放外部中斷0的設置：SETB EX0SETB EA開放外部中斷0和1的設置：SETB EX0SETB EX1SETB EA（2）外部中斷觸發方式設置單片機外部中斷有兩種觸發方式，一種是電平觸發方式，另一種是脈沖觸發方式，單片機外部中斷觸發方式與TCON的IT位有關。 TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0電平觸發設置方法：CLR ITX，為低電平觸發方式。脈沖觸發設置方法：SETB ITX1，為脈沖下降沿觸發方式。在使用外部中斷時，如果不進行設置，則為電平觸發方式。（3） 外部優先級設置 外部中斷IN0、INT1的中斷優先級的設置是通過設置IP寄存器實現的，IP的PX0對應INT0，PX1對應INT1。PX置1為高級中斷，PX為0為低級中斷。PSPT1PX1PT0PX02.2.2外部中斷擴展方法在圖2.1為外部中斷擴展方法，設X1、X2、X3、X4、X5為外部警情信號，X1代表是加速信號，X1=0表示加速；X2代表減速信號，X2=0表示減速；X3代表正轉信號，X3=0表示正轉；X4代表反轉信號，X4=0表示反轉；X5代表停止信號，X5=0表示停止處理。 圖2.1當系統檢測到有中斷請求時，響應如下中斷服務流程圖2.2。圖2.2四、 總原理圖及元器件清單1.原理圖圖22.元件清單元件序號名稱型號數量1單片機AT89C5112二極管1N400343電阻34直流電機MOTOR-ENCODER15電機驅動芯片L29816排阻RESPACK-817開關5五、 軟件部分直流電機PWM調制控制系統具有加速、減速、正轉、反轉、停止控制功能。操作開關通過中斷控制直流電機的加速、減速、正轉、反轉、停止控制功能。振蕩、時鐘電路和復位電路由80C51單片機內部給出。主體電路：即直流電機PWM控制模塊。這部分電路主要由80C51單片機的I/O端口、定時計數器、外部中斷擴展等控制直流電機的加速、減速以及電機的正轉和反轉，并且可以調整電機的轉速，還可以方便的讀出電機轉速的大小和了解電機的轉向，能夠很方便的實現電機的智能控制。其間，還包括直流電機的直接清零、啟動（置數）、暫停、連續功能。其間是通過80C51單片機產生脈寬可調的脈沖信號并輸入到L298驅動芯片來控制直流電機工作的。該直流電機PWM控制系統由以下電路模塊組成：設計輸入部分：這一模塊主要是利用帶中斷的獨立式鍵盤來實現。設計控制部分：主要由80C51單片機的外部中斷擴展電路組成。六、 調試與分析啟動目標系統，按正轉，然后接加速開關，我們觀察到電機開始運轉，每按一次加速，電機的速度都要增加，此時如果按減速，則電機的轉速慢慢地減小。同樣按反轉轉鍵也看到同樣的結果，當按停止鍵時，電機慢慢停下來。圖6.1是啟動時的圖像，圖6.2是在正轉情況下的仿真結果，圖6.3是在反轉情況下的仿真結果。圖6.1圖6.2圖6.3七、 總結與心得經過2個星期的課程設計，學到了很多有用的東西，讓我對單片機和程序設計都有了新的理解。首先，對單片機的工作原理和具體的功能實現有了一個更高的認識。對于硬件電路，以前只是大概了解，實驗后對單片機的各個端口，寄存器都有了一個比較系統的認識。其次，學會了程序編寫。程序編寫對于以后的學習都會有很大的幫助。另外，程序編寫還可以幫助理解單片機的硬件電路工作原理，一舉兩得。最后，學習單片機實驗不僅是學會其電路的工作原理和程序編寫，更要學會一種學習的方法。對待以后的課程，要有一種細心的態度。這次實驗留給我印象最深的是要設計一個成功的電路，必須要有扎實的理論基礎，還要有堅持不懈的精神。設計過程，好比是我們人類成長的歷程，常有一些不如意，但畢竟這是第一次做，難免會遇到各種各樣的問題。在設計的過程中發現了自己的不足之處，這是對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。八、 致謝這次畢業設計，凝結了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。 首先，作為一個本科生的畢業設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，想要完成這個設計是難以想象的。因此，感謝老師的耐心細致指導。其次，學校在這方面也給我們提供了很大的支持和幫助，每個設計小組配有專門的指導老師，幫助我們能順利完成整個設計。最后，還要感謝同學四年來對我的關心與支持，感謝各位老師在學習期間對我的嚴格要求。同時也要感謝身邊朋友的熱心幫助，沒有你們的關心與支持，我不可能這么快完成我的畢業設計！這幾個月的歲月是我學生生涯中最有價值的一段時光，也將會成為我以后永遠的美好的回憶。九、 參考文獻1楊永輝現代電子技術J 智能小車的多傳感器數據融合.20052何立民單片機與嵌入式系統應用J 基于HCS12的小車智能控制系統設計20073方建軍何廣平智能機器人M北京：化學工業出版社2004 4張立電子世界J電動小車的循跡 2004 5滕志軍今日電子J基于超聲波檢測的倒車雷達設計20066徐科軍傳感器與檢測技術M北京：電子工業出版社，20077潘新民王燕芳微型計算機控制技術實用教程M附件ORG 0000HSJMP DISPLAYORG 0003H LJMP BUTTON ORG 000BHLJMP DINGSHI RS EQU P3.0RW EQU P3.1E EQU P3.4ORG 0030H DISPLAY: SETB EA SETB EX0 SETB IT0 MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0FFH MOV TH0,#0FFHSETB ET0 CLR P0.5 CLR P0.6CLR P0.7SETB TR0 MOV DPTR,#TAB MOV R0,#00H MOV R1,#16 MOV R3,#00HMOV R4,#00HLP9: LCALL CHUSHILP2:ACALL BUSYMOV A,#00HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASINC DPTR DJNZ R1,LP2 LP3: CJNE R3,#00H,LP4CJNE R4,#00H,LP4SJMP LP3 LP4: MOV R7,#00H MOV R5,#09H ACALL BUSYMOV P1,#0C0HACALL ENABLEMOV DPTR,#MMTABACALL BUSYLP5: MOV A,#00HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AINC DPTRACALL DATASACALL BUSYDJNZ R5,LP5 MOV DPTR,#STABMOV A,R2MOV P1,AACALL DATASACALL BUSYMOV A,R3 MOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASACALL BUSYMOV A,R4 MOVC A,A+DPTRMOV P1,A ACALL DATAS LP8: CJNE R7,#00H,LP7 LJMP LP8 LP7:SJMP LP4CHUSHI: ACALL BUSY MOV P1,#00000001B ACALL ENABLE ACALL BUSY MOV P1,#00111000B ACALL ENABLEACALL BUSY MOV P1,#00001111B ACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#00000110B ACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#80H ACALL ENABLE RETENABLE: SETB ECLR RSCLR RWCLR ERETDATAS: SETB ESETB RSCLR RWCLR ERETBUSY: CLR EMOV P1,#0FFHCLR RSSETB 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